第二章 第1节　实验：探究小车速度随时间变化的规律-2023年物理初升高暑假衔接领跑练 （人教版2019必修第一册）

第二章 初升高暑假衔接练 第1节　实验：探究小车速度随时间变化的规律 1、 实验原理 1．瞬时速度的计算：各计数点的瞬时速度可用该点前后一段时间内的平均速度来代替：vn＝。 2．根据v－t图像判断运动性质：用描点法可作出小车的v－t 图像，根据图像的形状可判断小车的运动性质。 3．加速度的计算：利用v－t图像的斜率求出小车的加速度。 二、实验器材 电磁打点计时器(或电火花计时器)、低压交流电源、导线、纸带、带滑轮的长铝板、小车、槽码、细绳、复写纸片、刻度尺。 三、实验步骤 1．如图所示，把附有滑轮的长铝板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面，把打点计时器固定在长铝板上没有滑轮的一端，连接好电路。 2． 把一条细绳拴在小车上，使细绳跨过滑轮，下边挂上槽码，把纸带穿过打点计时器，并把纸带的一端固定在小车的后面。 3． 把小车停在靠近打点计时器处，接通电源后，释放小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列点。 4．换上新的纸带，重复实验两次。 5．增减所挂钩码，按以上步骤再做两次实验。 四、数据处理 1．纸带的选取：从几条纸带中选择一条比较理想的纸带，且开头过于密集的点应舍掉，用纸带的后一段进行测量；若纸带上点与点之间的距离较小，可取多个间隔作为一个计数点。 2．数据的测量：如图所示，一般不是直接测量相邻两个计数点间的距离，而是先测量出各个计数点到计时0点间的距离x1、x2、x3、x4、x5，再计算出相邻的两个计数点间的距离。 Δx1＝x1，Δx2＝x2－x1，Δx3＝x3－x2，Δx4＝x4－x3，Δx5＝x5－x4。 3.速度的计算：各计数点对应的瞬时速度用平均速度来代替。 4．数据的记录 将各计数点对应的时刻及瞬时速度填入下表中，并据此分析速度随时间的变化关系。 计数点序号n 0 1 2 3 4 5 时间t/s 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 相邻两计数点 间的距离Δx/m 对应计数点的速 度v/(m·s－1) 五、数据分析 1．作出小车运动的v－t图像 (1)建系：在坐标纸上建立直角坐标系，用横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示速度。 (2)描点：在坐标纸上确定出各个坐标点的位置。 (3)连线：画一条直线，让这条直线通过尽可能多的点，不在线上的点均匀分布在直线的两侧，偏差比较大的点舍去，如图所示。 2．实验结论 (1)分析小车运动的v－t图像，描述小车的运动速度随时间的变化规律。 (2)据所画v－t图像求出小车运动的加速度a＝。 六、注意事项 1．开始释放小车时，应使小车靠近打点计时器。 2．先接通电源，等打点稳定后，再释放小车。 3．打点完毕，立即断开电源。 4．选取一条点迹清晰的纸带，适当舍弃点密集部分，适当选取计数点(注意计数点与计时点的区别)，弄清楚所选的时间间隔T等于多少秒。 5．在坐标纸上画v－t图像时，注意坐标轴单位长度的选取，应使图像尽量分布在较大的坐标平面内。 预习自测 1．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列做法不能减小实验误差的是（　　） A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度相同的长木板做实验 2．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列说法不正确的是（　　） A．纸带上可以每隔任意相同数量的点选取一个计数点 B．使用刻度尺测量长度时，要进行估读 C．作v-t图像时，所描曲线必须经过每一个点 D．在数据处理时，常用公式法和图像法 3．在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列做法不能减小实验误差的是（   ） A．选取计数点，把每打五个点的时间间隔作为一个时间单位 B．使小车运动的加速度尽量小些 C．舍去纸带上密集的点，只利用点迹清晰、点间间隔适当的一部分进行测量、计算 D．选用各处平整程度、光滑程度相同的长木板做实验 重点一　实验原理和操作 例1：在“探究小车速度随时间变化的规律”实验中，下列实验操作中，错误的是（　　） A．打点计时器应使用交流电源 B．将打点计时器固定在长木板无滑轮一端，并接好电源 C．实验开始时，先释放小车，再接通打点计时器电源 D．打点结束后，先断开电源，再取下纸带 例2：在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中，使用电磁打点计时器（所用交流电的频率为50Hz），得到如图所示的纸